北鬥七星真的有七顆嗎（北鬥七星真的有七顆嗎）

2023-11-02 08:13:12

「大河向東流，天上的星星參北鬥哇……」劉歡老師這首《好漢歌》隨著央視版電視劇《水滸傳》的熱播紅遍了大江南北，20年過去了，依然膾炙人口。歌詞裡的「北鬥」即眾所周知的「北鬥七星」，這大概是中國人最熟悉的天文名詞之一了。

「北鬥七星」不是星座（constellation），而是星群（asterism），它們位於大熊座（Ursa Major），因為排列的形狀酷似一個大勺子，所以西方稱其為Big Dipper（意為「大湯勺」）。我們中國人要有文化得多，古代中國人感覺它像個「鬥」（一種舀酒的容器），又位於北方天空，所以我們叫它「北鬥」。

有機智的朋友要問了，那有沒有南鬥啊？自然是有的，在黃道附近有個星座叫人馬座，人馬的腹部有六顆亮星被古代中國人稱為南鬥，並且劃為二十八宿的鬥宿。

小學上自然課的時候，老師就講過如何辨識北鬥以及如何用北鬥找北極星。大體說來，北鬥七星有兩顆星和北極星近乎在一條直線上，其中距離北極星較近的那顆的中國星名叫天樞，較遠那顆叫天璇，然後順時針方向依次是：天璣、天權、玉衡、開陽、瑤光，這些名字最早見於漢代緯書《春秋運鬥樞》，在西方天文學裡它們的編號依次是：大熊座α、大熊座β、大熊座γ、大熊座δ、大熊座ε、大熊座ζ和大熊座η。

既然「北鬥七星」已經眾所周知了，那麼我為什麼又要提北鬥到底幾顆星這個問題呢？因為古代中國人有個壞毛病，喜歡瞎湊數字。例如明明一年四季，但為了迎合五行學說，非要在夏和秋之間擠出一個第五季，叫做長夏。這不，古代中國人認為七個這個數字不怎麼好，所以就額外給北鬥加了兩顆星，分別叫輔星和弼星，《宋史•天文志》中記載：「第八星曰弼星，在第七星（按，即瑤光）右，不見；第九星曰輔星，在第六星（按，即開陽）左，常見」。開陽（大熊座ζ）旁邊確實有一顆4等星（大熊座80），通常就把這顆星稱作輔星。

輔星在古代除了佔星用途之外，還被中外軍隊用來測試士兵的視力。因為輔星距離開陽11角分（角分和角秒都是天文學上常用的單位，1角分是1/60度，1角秒是1/60角分，距離11角分的意思就是以人眼為頂點分別引兩條射線各指向開陽和輔，形成一個銳角，這個角的度數是11/60度），視力不好的人沒法把這兩顆星分辨開。

但是古人有所不知的是，輔星和開陽之間存在力學聯繫，並不是兩顆八桿子打不著的恆星恰好在視線方向上彼此靠近，天文學上，這就叫做「雙星」（binary star）。像輔星和開陽這樣能用肉眼或者望遠鏡看出來的雙星，叫做目視雙星。如果用望遠鏡來看，能看到開陽（大熊座ζ）本身也是一個目視雙星，兩顆子星相距14角秒，其中主星大熊座ζ1亮度是2.4等，伴星大熊座ζ2亮度是4等。順便說一句，「雙星」這個詞是大天文學家威廉·赫歇爾爵士1802年創立的，現在我們已經知道，雙星是很普遍的天文現象，銀河系內超過一半的恆星都位於雙星系統。不過不用擔心，太陽沒有伴星。

現在北鬥七星變成真的北鬥九星了，但是故事才剛剛開始。用分光鏡研究大熊座ζ1的時候，發現它的光譜很奇怪，某些譜線的位置會周期性的擺動，對此現象最簡潔的解釋就是它是由兩顆恆星組成的雙星系統，兩顆子星要繞共同的質心運動，當其運動方向朝向或者背對地球時，由於都卜勒效應，譜線會朝紫色方向或者紅色方向移動，我們就能看到它的譜線位置在周期性擺動了。

由於這類雙星的繞轉周期很短，它們彼此的距離很近，近到望遠鏡很難其分辨開來，所以這類雙星叫做分光雙星。大熊座ζ1是第一個被識別出來的分光雙星，其中的伴星繞主星運動周期是20.5天，彼此的距離只有地球到太陽距離的⅓，然後大熊座ζ2也被識別出來是一個分光雙星，甚至很有可能是三合星，這還不算完，輔星也被證認出是一顆分光雙星。好了，光是開陽本身現在已經是七聚星了。現在我們數數北鬥是幾顆來著？一、二、三……乖乖，北鬥十二星了。

但是別忘了我們剛才說的，雙星是很普遍的天文現象。事實上，天樞、天權都是三合星，所以，北鬥起碼有十六星。

有意思的是，北鬥諸星中，除了天樞和瑤光之外，其餘恆星的自行方向都朝向人馬座方向的某個點，這個現象是英國天文學家理查·普羅克特（Richard A. Proctor）在1869年發覺的，從目前我們已經掌握的恆星測距結果看，天樞距離我們124光年，瑤光距離我們101光年，而天璇79光年、天璣84光年、天權和玉衡81光年、開陽78光年，這就暗示我們後者可能彼此之間是有關聯的。天文學家已經據此認定，這些恆星屬於一個叫做「大熊座移動星群」的移動星群（Moving Groups）。

所謂移動星群，是指有著相似年齡、金屬成分和移動特徵（視向速度和自行）的一群恆星，它們可能是同時從一團氣體雲中誕生的，但是所組成的疏散星團因為各種原因解體。大熊座移動星群的年齡大約5億年，其中心距離地球大約80光年，範圍大約30X18光年，其主要成員星約14顆，其中13顆在大熊座方向，另有1顆在獵犬座方向。根據依巴谷衛星觀測的結果，還有大量恆星也屬於這個移動星群，不過它們散布在天球上的其他位置。當然，我們的太陽不屬於這個移動星群，因為太陽的年齡大約50億年，遠遠大於這個移動星群的年齡，事實上我們的太陽只是無意中路過這個移動星群而已，4000萬年前我們距離它們還很遙遠。

如果把大熊座移動星群算作北鬥，試問北鬥又有多少顆星呢？這是那些胡謅北鬥九星的古人打死也想不到的。

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